Benzolszármazékok

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

Benzolszármazékok

vagy aromás vegyületek. Nagy és fontos csoportja a szénvegyületeknek, amelyek valamennyien a benzol-ból C6H6 származnak, ha abban a hidrogéneket egyszerü vagy összetett gyökökkel helyettesítjük. A B. nem mind kellemes szaguak; egyrészük ugyanis egészen szagtalan, míg más B. kellemetlen szaguak és így az «aromás» elnevezés nincsen indokolva. Az «aromás vegyületek» név régibb keletü; az e csoportba tartozó már régebben ismert vegyületek nagy része véletlenül kellemes szagu volt. Az «aromás» elnevezés azonban idővel annyira megszokottá vált, hogy még manapság is igen gyakran használják. E vegyületek a zsirnemü testeknél (a szénvegyületek másik nagy csoportja) állandóbbak és reakcióra képesebbek. Kiemelendő, hogy igen könnyen nitroszármazékok keletkeznek belőlük, amely sajátság a zsirnemü testeknél nem észlelhető. A benzol képlete, mint említve volt, C6H6, benne a 6 vegyértékü C6 csoportot az u. n. benzolcsoportot kell feltételezni. A benzolcsoport szerkezete szimmetriás, azaz minden szabad vegyértékü egyenlő értékü. A szénatomok kapcsolódása fölváltva 2 pár és 1 pár vegyértékkel történik és a 6 szénatom együttesen egy zárt gyürüt képez, mint ez a következő sémában fel is van tüntetve. A szénatomok ilyeténféle csoportosulásának hipotézise Kekulé-től ered.

Mások is szerkesztettek ilyen bensol-sémákat, így Landenburg (prizmaformula), Thomsen (oktaéder f.), Claus (diatonális f.), Baeyer (centrikus f.). A legegyszerűbben úgy jelölik a benzol-csoportot, hogy szabályos hatszöget rajzolnak, s ebbe C6-ot irhat.

A hatszög minden csúcsa egy-egy szabad vegyértéket jelent. A B. roppant nagy számuak; már eddig is több ezerre megy az ismeretes vegyületek száma, azoké pedig, amelyek előreláthatólag még előállíthatók, majdnem határtalan. A B. számát az izoméria esetei is nagyban növelik. Az izoméria eseteinek könnyebb jelölése kedvéért a benzol hatszögü sémáját számokkal is szokás ellátni. Abban az esetben, ha a benzolban helyettesítő gyök csak 1, izoméria nem lehetséges. De már ha 2 gyök a helyettesítő, viszonyos helyzetök 3-féle lehet, és így 3 különféle sajátságu vegyület van, amelyeknek kémiai és fizikai sajátságaik eltérők, noha százalékos összetételük ugyanaz. Ugyanis a helyettesítő gyökök v. egymás mellett vannak, avagy közözzük 1 hidrogén atom vagy 2 hidrogén atom van. AZ izoméria esetei orto, meta és para szókkal szokás megjelölni. E viszonyokat a következő rajtok teszik megérthetőkké. Az orto-származékokat úgy is szokták jelölni, hogy a kémiai képlet mögé zárjelben 1, 2-t tesznek.

(Természetesen a 2, 3–3, 4–4, 5–5, 6–6, 1 is orto helyzetet jelenthet). A meta-származékok 1, 3, a para-származékok 1, 4 számokkal vannak jelölve. Például vehető e benzol dihidroxil származéka C6H4(OH)2. E vegyület úgy keletkezik a benzolból, ha benne 2 hidrogén helyét, 2 hidroxilgyökkel (OH) pótoljuk. Az elmondottak szerint 3 izomer dihidroxilbenzolnak kell lenni, és valóban 3 izomer dihidroxilbenzol ismeretes:

ortodihidrxilbenzol v. pirokatechin C6H4(OH)2(1, 2)

meradihidroxilbenzol v. rezorcin C6H4(OH)2(1, 3)

paradihidroxilbenzol v. hidrocinón C6H4(OH)3(1, 4)

A benzolban 3 gyökkel helyettesítve, szintén 3 izomer vegyület lehetséges. A gyökök egymáshoz való viszonya v. vicinális (szomszédos) v. aszimétriás v. szimmétriás.

Természetesen itt is számokkal jelölhető a gyökök elrendezése és pedig a vicnálist 1. 2, 3-mal, az aszimmetriást 1, 2, 4-gyel, e szimmetriást pedig 1, 3, 5-tel lehet megjelölni. Három az izomer vegyületek száma akkor is, ha 4 gyök a helyettesítő. A vegyületek elnevezése és a jelölés az előbbinek megfelelő; itt is vicinális (1, 2, 3, 4), aszimmetriás (1, 2, 3, 5) és szimmetriás (1, 2, 4, 5) helyzet lehetséges. Ha a helyettesítő gyökök száma 5 vagy 6 és azok egymással azonosak, akkor izomer vegyület nem lehet. Abban az esetben, ha a helyettesítő gyökök nem azonosak, az izomériák száma többnyire jelentékenyen növekedik. A két gyökkel való helyettesítéskor akár azonosak azok, akár különbözők, mindig csak 3 izomer vegyület jöhet létre. De már ha 3 gyök a helyettesítő és 2 azonos, míg a 3. különböző, ebben az esetben az izomérek száma 6. A 4, 5 és 6 különböző gyökkel való helyettesítés révén még nagyobb számu izomer vegyület vezethető le. A benzol származékai a következőképen csoportosíthatók.

I. A benzol közvetetlen származékai.

- A benzol homologjai. E szénhidrogenek a benzolból úgy származik, ha a benzolban levő hidrogén-atomokat szénhidrogen-gyökkel helyettesítjük. Általános képletük Bx(CnHm)x. Úgy e képletben, mint a következő általános képletekben a B olyan gyököt jelent, amely a benzolból (C6H6) úgy származik, hogy abból hidrogen atomokat elveszünk; x a hiányzó hidrogen-atomok számát mutatja. E homolog benzol származékok nehány tagja a következő:

C6H5 CH3 Toluol- v. metilbenzol; f. p. 11 °

C6H4(CH3)2 (1, 2) Ortoxilol v. ortodimetilbenzol; f. p. 143 °

C6H4.(CH3)2 (1, 3) Metaxilol v. metadimetilbenzol; f. p. 137 °

C6H4.(CH3)2 (1, 4) Paraxilol v. paradimetilbenzol; f. p. 137 °

C6H4.C2H2 Etilbenzol B f. p. 134 °

Halogen számazékok. BxRx. A benzolban vagy homologjaiban a hidrogent halogen elemmel (fluór, klór, bróm, jód az általános képletben R-rel jelölve) helyettesítve. P.

C6H5Cl Monoklórbenzol f. p. 1132 °

B6H4Cl2 (1, 2) Ortodiklórbenzol F. p. 179 °

C6Cl6 Hexaklórbenzol o. p. 226 °, f. p. 332 °

C6H4Cl.CH3 (1, 4) Paraklórtoluol o. p. 6,5 °, f. p. 160 °

Nitoszáramzékok Bx(NO2)x. A helyettesítő gyök NO2 (a. m. nítrogyök, egyvegyértékü). P.

C6H5NO2 Nitrobenzol, mirbán olaj f. p. 205 °

C6H4(NO2)2(1,3) Metadinitrobenzol o. p. 9, °

Nitrozo származékok Bx(NO2)x. A helyettesítő az egyvegyértékü nitrozó gyök, NO. P.

C6H5.nitrozobenzol.

Amido származékok Bx(NH2)x. A helyettesítő a NH2 egyvegyértékü amido-gyök.

C6H5NH2 Amidobenzol v. anilin f. p. 183 °

C6H63(NH2CH3. Ortoamidotoléol v. otoluidin f. p. 199 °

Diázo és ázo-számarékok. E vegyületek a két vegyértékü diázó csoportot N=N vagy N2 tartalmazzák. Ha e csoport mindkét vegyértéke benzolmaradékkal van telítve, a származék neve ázo vegyület; ha pedig az N2 csoport egyik vegyértékét benzol-maradékkal, a másikat pedig sav-maradékkal kapcsoljuk össze, a diázo-vegyületek keletkeznek P.

(C6H5)N2.(C6H5) Azobenzol o. p. 68 ° f. p. 293 °

(C6H5)N2.(NO3) Salétromsavas diázobenzol, (hevítéskor felrobban).

Hidrázo származékok. A N2H2 két vegyértékü hidrázo gyök van bennük. P. C6H65(N2H2)C6H5. Hidrázobenzol.

Hidrázin származékok. Ezek a N2H3 egyvegyértékü hidrázin gyököt tartalmazzák. P. C6H65(N2H3) Fenilhidrázin. E vegyületben is a nitrogenatomokat maga magukkal összekapcsoltaknak tekintik.

Szulfoszármazékok v. szulfosavak. Bx(HSO3)x. P. C6H65(SO3H) benzol szulfosav C6H5(SO3H)2 (3. izomeria lehetséges) benzoldiszulfosavak. E vegyületek erős savak és szépen kristályosodó sóik nagy számban ismeretesek.

Hidroxilszármazékok v. fenolok Bx(OH)x. E fontos számazékok nagy számát ismerjük és többet gyógyszerül használnak. Ahány bennük a hidroxil gyök, annyi vegyértékünek mondják a fenolt. P.

C6H5OH Monohidroxilbenzol v. karbolsav o. p. 42 °; f. p. 183 °

C6H4(CH3)OH (1, 2) ortokrezol o. p. 31 °, f. p. 188 °

C6H4(OH)2 (1, 3) Metadihidroxilbenzol v. rezorcin o. p. 118 °, f. p. 276 °

C5H3(OH)2 (1, 2, 3) Pirogallol v. pirogalluszsav o. p. 115 °, f. p.

Aromás alkoholok és aldehidek. Ha a benzolban a hidrogeneket alkohol-csoporttal helyettesítjük, az aromás alkoholok képződnek. P.

C6H5CH2OH benzilalkohol. E vegyületek oxidációja révén aromás aldehidek keletkeznek. P.

C6H5.COH. Benzaldehid.

Karbonsavak. Bx(COOH)x. E savak a benzolból úgy keletkeznek, hogy a benzolban egy vagy több hidrogént egy egyvegyértékü COOH (karboxil) csoporttal helyettesítenek. P.

C6H5COOH Benzoésav o. p. 120 °

C6H4(OH).COOH (1, 2) Ortoxibenzoesav, v. szalicilsav o. p. 156 °

C6H4(COOH)2 (1, 2) ortodikarbonsav v. ftalsav o. p. 184 °

Addíció-termények. A benzolban mint látható, a szénatomok felváltva két pár és egy pár vegyértékkel vannak összekapcsolva, tehát elképzelhető, hogy a kettős kapcsolódás közül egy pár vegyérték felszabadul, anélkül, hogy a benzolgyürü szétesnék. Ha e felszabaduló vegyértékeket más gyökök telítik a benzol addíció származékai keletkeznek. Különösen a benzol hologen addíciói termékei ismeretesek. P. C6H6 (Cl6) benzolhexaklorid, C6H6(H4) benzoltetrahidrür.

Csupán még az említendő meg, – ami azonban már a példákban is ki volt tüntetve; hogy vegyes származékok is vannak. Így p. a következő vegyület hidroxil és nitroszámazéknak tekinthető: C6H2(NO2)3OH. Trinitrofenol v. pikrinsav.

II. Polibenzol-vegyületek.

Olyan aromás vegyületek ezek, a melyek két vagy több benzolgyürüt tartalmaznak. E vegyületekben vagy maguk a benzolgyürük közvetlenül kapcsolódnak (például C6H5.C6H5 a. m. difenil) vagy pedig más gyökök révén történik e kapcsolódás (p. C6H5.CH2 C6H5 a. m. difenil metán). Ide tartozik a difenilénetilén C6H4.C2H2.C6H4 vagy antracén is. Természetesen e vegyületekből is egészen megfelelő származékok vezethetők le, mint a benzolból, tehát ezeknek klór, hidroxil stb. származékai is vannak.

III. Kondenzált benzol-vegyületek.

Ezek az előbbi csoport vegyületeivel annyiban megegyezők, hogy szintén két vagy több benzol-gyürüből állanak, de e gyürük több szénatomja közös. Ilyen származék a naftalin és a fenantrén.

A benzol számazékaival közeli rokonságban állanak a piridin és a kinolin nevü vegyületek, amelyek a benzolból illetőleg naftalinból úgy származnak, hogy abban egy CH csoport helyét egy nitrogénatom pótolja.

Az alkaloidák e vegyületek származékainak tekintendők.

Benzolszulfosav

C6H5. HSO3. A benzol származékai közös tartozó szénvegyület. Előállítható benzolból, ha ugyanannyi tömény kénsavval hosszabb időn át melegítik. Az így kapott B. még kénsavval van fertőzve. A tiszta sav a nyersből úgy készül, hogy ólom-karbonáttal telítik, amidőn oldható B.-as ólom és oldhatatlan kénsavas ólom keletkezik. A leszürt oldatból a B.-as ólom kikristályosítható és kénhidrogénnel elbontva, a sulfosavat adja. A B. szintelen, könnyen szétfolyó kristályokból áll; vizben és borszeszben jól oldódik. Elég erős sav, mely bázisokkal többnyire jól kikristályosodó sókat képez.